EP3490776A1 - Verfahren zum herstellen eines flüssigkeitsbehälters, flüssigkeitsbehälter für ein kraftfahrzeug und spritzgusswerkzeug - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines flüssigkeitsbehälters, flüssigkeitsbehälter für ein kraftfahrzeug und spritzgusswerkzeug

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EP3490776A1
EP3490776A1 EP16809305.2A EP16809305A EP3490776A1 EP 3490776 A1 EP3490776 A1 EP 3490776A1 EP 16809305 A EP16809305 A EP 16809305A EP 3490776 A1 EP3490776 A1 EP 3490776A1
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EP
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mold
cavity
injection molding
plastic component
mold cavity
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    • B60K2015/03493—Fuel tanks characterised by the materials the tank or parts thereof are essentially made from made of plastics

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a liquid container for a motor vehicle, a liquid ⁇ keits practicer for a motor vehicle and an injection molding tool.
  • a plurality of different operating fluids stored in liquid containers or tanks This may be, for example, fuel, engine oil, urea solution for selective catalytic reduction or also cleaning fluid for the glazing of the headlights or the passenger cell.
  • Plastic walls of such tanks constructed multi-layered and have a barrier layer, which serves as a diffusion barrier for the stored fuel.
  • These multi-layer plastic walls with barrier layer are usually first in the coextrusion blow coextruded as a mat or tubular semi-finished and brought to ⁇ closing by blow molding in the intended shape.
  • the tubular or mat-shaped coextrusion ensures that the barrier layer extends over the entire tank wall over its entire surface.
  • the entire void volume for Be ⁇ supply of fuel is enclosed or enclosed by the barrier layer.
  • the injection molding process basically has the advantage that the intermediate step of the extrusion of the semifinished product can be saved, in which the plasticized plastic is injected directly into a cavity of an injection molding tool.
  • the present invention is based on the technical object to specify a method for manufacturing a liquid container for a motor vehicle at ⁇ which the disadvantages described above, or at least having to a lesser extent, and in particular ⁇ sondere a full-surface forming a barrier layer made ⁇ light ,
  • a liquid container for a motor vehicle at ⁇ which the disadvantages described above, or at least having to a lesser extent, and in particular ⁇ sondere a full-surface forming a barrier layer made ⁇ light .
  • the invention relates to a method for producing a liquid container for a motor vehicle, which is composed of attorneyss ⁇ least two shells, wherein the following process steps are performed:
  • the injection mold has at least one mold cavity ⁇ provided for mapping the geometry of a first shell of the liquid container and which is formed between mold wallslitisstes a first and a second mold half of the injection molding tool ⁇ ,
  • injection molding tool has at least one secondary cavity
  • the secondary cavity is in fluid communication with the mold cavity, wherein the secondary cavity is at least partially adjacent to the mold cavity in an edge region of the mold cavity that is spaced apart from a runner region, and
  • the secondary cavity is provided for receiving excess ⁇ gem injection molding material
  • first plastic component bears against a mold wall of the first mold half and the second plastic component and the boundary surface are spaced from the mold wall of the first mold half
  • the received in the secondary cavity injection molding material of the first and second plastic component is not part of the intended Endgeo ⁇ metry of the liquid container and is therefore removed.
  • the secondary cavity thus serves as an overflow or outflow zone for the flow fronts of the plastic components during the injection molding process, so that any inhomogeneities in the layer formation into one of the actual component geometry
  • the secondary cavity can be relocated. Removal of the excess injection molding material may be accomplished by, for example, cutting, cutting (e.g., laser or water jet), punching, sawing, or milling. The removed material can be recycled.
  • cutting e.g., laser or water jet
  • punching e.g., sawing
  • milling e.g., milling
  • the removed material can be recycled.
  • interfaces are where the plastic components adhere to each other, and the interfaces can be formed while the plastic components are in a molten state to provide high strength of the composite form patches between the plastics which promote good adhesion to the layer.
  • the liquid container can be composed of exactly two shells, which in this case are called half-shells.
  • functional units such as pumps, level sensors, valves and the like can be mounted within the shells or half-shells prior to their connection.
  • the second shell can be produced in the mold cavity of the first shell, after the first shell has been removed from the hollow space ⁇ .
  • two bowls for a liquid container with a tool with a single mold cavity can be produced in a cost effective manner.
  • the second shell may be made in a mold cavity separate from the mold cavity of the first shell.
  • a geometry deviating from the first shell can be provided for the second shell.
  • the mold cavity of the second shell may be provided in a separate injection molding tool. In this way, the production of the first shell can be done independently of the production of the second shell.
  • the mold cavity of the second shell which is separate from the mold cavity of the first shell, can be provided in the same injection molding tool, in which also the mold cavity of the first shell
  • the injection molding tool may have two or more mold cavities for producing first trays and second trays.
  • four mold cavities ⁇ may be provided in an injection mold, with two mold cavities for Her ⁇ filters of the first shells are provided, and two further mold cavities are provided for producing second shells. In this way, shells for two liquid containers can be manufactured simultaneously in a single injection cycle.
  • Each mold cavity may be associated with one or more injection molding nozzles for injecting the plastic components. If the second shell is produced in a mold cavity which is separate from the mold cavity of the first shell, the mold cavity of the second shell likewise has a secondary hollow space which is provided for receiving excess injection-molding material.
  • the mold cavity of the first shell and the mold cavity of the second shell separate from the mold cavity of the second shell are provided in an injection mold, their secondary cavities may at least partially be in fluid communication with each other so that the first shell and the second shell after injection molding are cohesively connected to each other via the excess, to be removed injection molding material.
  • the manual or automatic ⁇ tometere removal of the shells with a removal tool can ver ⁇ be simplified.
  • Provision is made for that provided by the injection molding machine is adapted to Mehrkom ⁇ -component sandwich injection molding, wherein the first and second plastic component in the multicomponent sand ⁇ more injection molded are introduced into the mold cavity and the secondary cavity, wherein the injection of the first Plastic component in the mold cavity begins in time before the injection of the second plastic component and the second plastic component is injected as a core layer in the first Kunststoffkom ⁇ component, so that the first Kunststoffkompo ⁇ nent encloses the core layer.
  • sandwich injection molding can be achieved in a simple manner a cross-sectional three-layer wall structure, wherein a core layer at least two sides of cover layers is enclosed.
  • the plastics are introduced simultaneously after a time ⁇ staggered start of injection in the course of an injection cycle in the mold cavity and the secondary cavity, so that it can be spoken of a sequential Coinjetation of the plastic components.
  • Shrinkage can be achieved via the second plastic component which presses the plastic part against the mold ⁇ walls of the mold halves.
  • the first plastic component and the second Kunststoffkompo ⁇ component can be introduced via a common gate or gate into the injection mold.
  • Injection of the first plastic component are.
  • walls ⁇ ren words in the area of the runner or gating Mate rial can be "refilled” to seal the second plastic component in the area of the gate to the surroundings of the first plastic component.
  • the sprue or gate can in a known manner by post-processing at least partially removed, eg by milling.
  • the second plastic component can serve as a barrier or diffusion barrier for a fuel.
  • connection of the first and second shell can be done by welding.
  • the second plastic component of the first shell can be connected to a second plastic component of the second shell to form a continuous, full-surface barrier layer.
  • at least three plastic components in the multicomponent injection molding sand ⁇ wich each other to be injected in particular a top layer, an adhesion promoter and a core layer.
  • a five-layer structure of the first shell can be achieved.
  • the second shell can also be constructed in an analogous manner three, five or more layers.
  • the adhesion promoter is used as an intermediate layer to form a layer composite.
  • the bonding agent forms both an adhesive connection to the cover layer and to the core layer.
  • a mold half is composed of at least two parts of a base body and a mold insert, wherein in particular the mold wall of the mold cavity the
  • Main body and a secondary wall of the secondary cavity is associated with the mold insert.
  • the mold insert can be manufactured and provided independently of the base body.
  • the secondary cavity can be subsequently optimized independently of the basic body.
  • the mold cavity is completely enclosed by the secondary hollow space on the circumferential side.
  • the mold cavity is completely enclosed by the secondary hollow space on the circumferential side.
  • the first plastic component may have a lower viscosity when injected into the mold cavity than the mold second plastic component.
  • the first plastic component is a polyamide (PA), a polyphenylene sulfide (PPS), a polyoxymethylene (POM) or a polyphthalamide (PPA)
  • the second plastic component is a polyphthalamide (PPA), a polyamide (PA) Polyoxymethylene (POM), a polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), polyketone (PK) or an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
  • a plastic component may be a fiber reinforced plastic.
  • a granulate advertising provided to having fiber contents of including 10 to 60 weight percent ⁇ , in particular fiber contents of 20 to
  • the fibers may be short fibers having a length less than or equal to 12 mm or long fibers having a length greater than or equal to 12 mm, in particular a length of from 12 mm to 25 mm inclusive.
  • the fibers may be contained in a granulate to be plasticized or an already plastified plastic admixed ⁇ the.
  • the fiber reinforcement makes it possible to produce a robust and dimensionally stable liquid container.
  • the first synthetic ⁇ material component a high-density polyethylene (HDPE)
  • the second plastics component an adhesion promoter
  • the third plastic component is an ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the first plastic component may have a lower viscosity when injected into the mold cavity than the second plastic component.
  • the third plastic component may have substantially the Vis ⁇ viscosity by the second plastics component, wherein "equal in essence” means that a deviation in the vis- viscosity by the third plastic component relative to the second plastic component in a range of +/- 15%, especially + / - 5%, may be.
  • viscosity is used in this case, then this is the changing with the temperature of the plastic components, dynamic viscosity of the plastic components.
  • one or more functional units such as one or more pumps, level sensors, valves, nozzles, connection elements or
  • function ⁇ units can be integrated into the liquid container in a simple manner.
  • the throttle serves to minimize the amount of first and second plastic entering the secondary cavity in order to save on material costs, in other words, the restrictor makes it possible to reduce a required amount In addition to chamber volume.
  • the throttle so it is in particular a melting ⁇ technical throttle.
  • the throttle can be provided in a simple and cost-effective manner, characterized in that the throttle is formed by a constriction of a cross-sectional shape.
  • the throttle can therefore be a narrowing or taper which partially surrounds the mold cavity peripherally, in particular completely encloses ⁇ sondere.
  • injecting the plastic therefore, at least in sections first fills the throttle before the plastic passes into the secondary cavity.
  • the constriction or taper can be arranged at least in sections, in particular completely, between the mold cavity and the secondary cavity, so that a fluid connection between the mold cavity and the secondary cavity in the region of the throttle is established via the throttle. Starting from a sprue, therefore, a plastic first passes into the hollow space ⁇ and after passing through the throttle in the secondary cavity.
  • the arrangement of a throttle or local throttle areas between the mold cavity and the secondary cavity may be adjusted so that in particular a full-surface design of a two-, three- or Moetzi ⁇ gene wall structure results, with the least possible amount of excess material in the region In addition to the cavity.
  • the material flow may be a more viscous and more viscous, the second material will be reduced in the direction of the side cavity relative to the first material. This favors a penetration of adjacent area first Material with a second material or the formation of a full-surface layer formation with a second material Form cavities.
  • the throttle can locally completely interrupt fluid communication between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the throttle may have web or wall segments which are provided between the mold cavity and the Mauholraum.
  • a method is specified, wherein mold slides are provided for releasing and closing the secondary cavity, with the method steps:
  • Partial or complete release of the fluid connection between the mold cavity and the secondary cavity in particular after the injection of the first plastic component and / or the second plastic component.
  • the mold pusher could therefore as Drossei to regulate a
  • the mold slides may form a variable throttle between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the shape of the slider can ⁇ A spraying the first plastics component to be closed completely or partially, to provide fluid communication between the molding cavity and the secondary cavity completely partially or at the time the interrupt.
  • the mold slides may be wholly or partially opened to partially or completely open fluid communication between the mold cavity and the sub-cavity.
  • the invention relates to a liquid container for a motor vehicle, wherein the liquid ⁇ keits capableer has been prepared by the method according to the invention.
  • a liquid container can be produced in a cost-effective manner, the shells of which have a two- or multi-layer structure right into the edge regions, so that a barrier layer can be formed.
  • the liquid container has an at least three-layered wall structure, wherein a barrier layer is at least partially bordered on at least two sides of cover layers and wherein the barrier layer is formed in particular fully ⁇ area in the wall structure.
  • a barrier layer is at least partially bordered on at least two sides of cover layers and wherein the barrier layer is formed in particular fully ⁇ area in the wall structure.
  • the lock ⁇ layer may be a diffusion barrier to allow stockpiling of fuel under low diffusion ⁇ -related emissions.
  • the barrier layer may be a PPA layer or an EVOH layer, with an EVOH layer forming a barrier layer for hydrocarbons and oxygen.
  • the layer structure may locally more than three layers aufwei ⁇ sen, in particular by a mutual welding, gluing and / or penetration of the layers formed in the shells between connecting or joining areas.
  • additional adhesives or sealants may be introduced into the Fügebe ⁇ rich.
  • the wall structure may be five or more layers, in particular through the use of an adhesion promoter, as previously ⁇ standing explained above, or the integration of additional barrier layers or covering layers.
  • the wall thickness of a shell of the liquid container can be 3 mm +/- 1 mm.
  • the wall thickness relates in particular to the wall thickness of a shell before connecting to another shell. It is understood that the wall thickness of the liquid container in a connection region, in which the shells of the liquid container abut each other, can result from the sum of the wall thicknesses of the adjacent shells.
  • the wall thickness of the liquid container in Wesentli ⁇ Chen also be 3 mm +/- 1 mm, in a kausbe- rich, in which two shells are connected to each other, but locally thickened to about 6 mm.
  • the invention relates to a
  • An injection molding tool for manufacturing a liquid container for a motor vehicle comprising at least one mold cavity provided for imaging the geometry of a first shell and / or a second shell of the liquid container and formed between mold walls of at least a first and a second mold half of the injection molding tool the injection molding tool has at least one secondary cavity, where ⁇ is in the secondary cavity with the mold cavity in fluid communication, wherein the secondary cavity at least in sections adjacent in a spaced-apart by a gate area edge region of the mold cavity to the mold cavity, and wherein the secondary cavity is provided for receiving excess molding material.
  • the design of the injection molding tool favors a particularly full-surface design of a two-, three- or multi-layered wall structure of the liquid container.
  • the injection molding tool has a throttle, which is provided for regulating a flow of melt from the mold cavity to the secondary cavity.
  • the throttle allows a reduction of a required secondary chamber volume. Therefore, when the throttle is insbeson ⁇ particular a melting technical throttle.
  • the throttle can be provided in a simple and cost-effective manner, characterized in that the throttle is formed by a constriction of a cross-sectional shape.
  • the throttle can therefore be a narrowing or taper which partially surrounds the mold cavity peripherally, in particular completely encloses ⁇ sondere. When injecting the plastic, therefore, at least in sections first fills the throttle before the plastic passes into the secondary cavity.
  • the constriction or taper can be arranged at least in sections, in particular completely, between the mold cavity and the secondary cavity, so that a fluid connection between the mold cavity and the secondary cavity in the region of the throttle is established via the throttle. Starting from one Anguss passes a plastic therefore first in the hollow space ⁇ and after passing the throttle in the secondary cavity.
  • such a taper or narrowing between the mold cavity and the secondary cavity may also be provided only in sections.
  • the arrangement of a fully rotating throttle or multiple local throttle areas between the mold cavity and the secondary cavity may be adapted such that a particular full-surface design of a two-, three- or more ⁇ layered wall structure, with a possible small amount of excess material in the area of the secondary cavity, is favored.
  • the material flow may be a more viscous and more viscous, the second material will be reduced in the direction of the side cavity relative to the first material. This favors a penetration of adjacent region of the first material with a second material or the formation of a full- surface layer formation with a second material in the mold cavity.
  • the throttle may be segmented for local regulation of the melt flow. In one or more subregions, therefore, the mold cavity may transition directly into the sub-cavity without an interposed choke. In one or more further sub-areas can be between the
  • Mold cavity and the secondary cavity may be provided the throttle.
  • the reactor can be in a top view of a mold half ⁇ considered example, be arranged along two longitudinal sides of a mold cavity between the mold cavity and the secondary cavity, while along two lateral sides the mold cavity is disposed no throttle between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the throttle may completely surround the mold cavity in a cross section or plan view.
  • a ⁇ Regu-regulation of the melt flow in particular a local regu ⁇ tion of the melt flow, can be effected in that the throttle sections forms a lower or higher resistance for the Schmelzetluss. This can be ⁇ example by a section adapted
  • the throttle may be configured to locally completely interrupt a fluid connection between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the throttle may have web or Wan ⁇ training segments, which are provided between the mold cavity and the Mauholraum.
  • an injection molding tool is specified, wherein mold slides are provided for releasing and closing the secondary cavity.
  • the mold slides may therefore serve as a restrictor for regulating a flow of melt between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the mold slides may be configured as a variable throttle between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the mold slide at the time of A ⁇ spraying of the first plastic component may be closed completely or partly, in order to interrupt a fluid communication between the mold cavity and the secondary cavity partially or completely.
  • the mold slides can be fully or partially open to partially or completely open a fluid connection between the mold cavity and the secondary cavity.
  • the mold slides can be infinitely adjustable between two end positions, in particular an open position and a closed position.
  • the mold slides can be arranged exclusively on the first mold half.
  • the mold slides can be arranged exclusively on the second mold half.
  • the mold slides may be disposed on the first mold half and the second mold half.
  • First mold slides for producing a first shell of the liquid container can be provided and arranged on the first mold half. There may be provided second mold slides for producing a second shell of the liquid container and arranged on the first mold half.
  • the injection molding tool during the injection molding process may comprise one or meh ⁇ eral vents for venting of the mold cavity and / or the secondary cavity.
  • the invention will be described in detail with reference to a1,sbei ⁇ games performing drawing. Each show schematically:
  • FIG. 1 shows a liquid container for a motor vehicle.
  • FIG. 3 shows a two-component injection molding according to FIG. 2;
  • FIG. 5 shows the injection molding tool from FIG. 2;
  • FIG. 6 shows an injection molding tool with a throttle; a filling process for an injection molding tool of Fig. 6; a filling process for an injection molding tool according to FIG. 5 resp. Fig. Second
  • the fuel tank 2 is made of two half-shells 4, 6, a first shell and a second shell 4 6, assembled, which have been connected in the region of a plane E MITEI ⁇ Nander.
  • the liquid container 2 has a three-layer wall structure.
  • a barrier layer 8 is bordered on two sides by an inner cover layer 10 and an outer cover layer 12.
  • the barrier layer 8 is formed over the entire surface in the wall structure from ⁇ .
  • a void volume 14 which is provided for the storage of fuel, completely enclosed by the barrier layer 8.
  • the barrier layer 8 is a diffusion barrier to keep a diffusion-related emissions during the storage of the motor ⁇ substance low.
  • a wall thickness t of the shells 4, 6 of the liquid container 2 is 3 mm +/- 1 mm.
  • the liquid container 2 has been produced by a method according to the invention, which will be explained below.
  • a gasoline machine 16 is ready ⁇ provides, which is set up for two-component sandwich injection molding.
  • the injection molding machine 16 has an injection molding tool 18.
  • the injection molding tool 18 has at least one mold cavity 20, which is provided for imaging the geometry of the first shell 4 of the liquid container 2. In the present case, the shell 4 is received in the mold cavity 20.
  • the mold cavity 20 is between mold walls 22, 24 least a first and a second mold half 26, 28 of the injection molding tool 18 ge ⁇ forms.
  • the injection molding tool 18 has 30.
  • the Ne ⁇ benhohlraum 30 communicates with the mold cavity 20 dung a secondary cavity in Fluidverbin-.
  • the secondary cavity 30 is adjacent to one of a
  • the secondary cavity 30 is for receiving excess
  • Injection molding material 36 is provided.
  • the secondary cavity 30 is filled with excess injection molding material 36.
  • the first shell 4 has been made by plasticizing and injecting a first plastic component 38 and plastifying and injecting a second plastic component 40 into the mold cavity 20.
  • the first and second plastic components 38, 40 are ent ⁇ together an interface 42 interconnected.
  • the first plastic component 38 bears against the mold wall 22 of the first mold half 26 and against the mold wall 24 of the second mold half 28.
  • the second plastic component 40 and the interface 42 are spaced from the mold walls 22, 24.
  • the secondary cavity 36 is filled with excess injection-molded material 36 of the first and second plastic components 38, 40.
  • the second shell 6 can be produced in an analogous manner. After removal from the respective mold, the first and second shell 4, 6 are connected to each other, so that a continuous barrier layer 8 is formed (Fig. 1). This can be achieved by heating and pressing the layers. Removal of excess molding material 36 of the first and second plastic component 38, 40 is carried vorlie ⁇ quietly after the joining of the shells 4, 6 to the liquid container 2. In the finished liquid container 2, the excess molding material 36 is no longer present (Fig. 1).
  • the plastic components 38, 40 are sequentially injected into one another.
  • the first and second plastic components 38, 40 are in the two-component sandwich injection molding in the Mold cavity 20 and the secondary cavity 30 introduced (Fig. 3).
  • Injection of the first plastic component 38 into the mold cavity 20 commences prior to injection of the second plastic component 40 ( Figure 3b).
  • the second plastic component 40 is injected as a core layer in the first plastic material component ⁇ 38, so that the first plastic ⁇ component 38 encloses the core layer 40th
  • the first plastic component 38, 40 are sequentially injected into one another.
  • the first and second plastic components 38, 40 are in the two-component sandwich injection molding in the Mold cavity 20 and the secondary cavity 30 introduced (Fig. 3).
  • Injection of the first plastic component 38 into the mold cavity 20 commences prior to injection of the second plastic component 40 ( Figure 3b).
  • the second plastic component 40 is injected as a core layer in the first plastic material component ⁇ 38, so that the first plastic ⁇ component 38 encloses the core layer 40
  • Plastic component 38 is a polyamide (PA) and the second plastic component 40 is a polyphthalamide (PPA).
  • PA polyamide
  • PPA polyphthalamide
  • At least three plastic components 44, 46, 48 injected in Mehrkompo ⁇ -component sandwich injection-molding into each other and, although a topsheet 44, a bonding agent 46, and a core layer 48 and barrier layer 48 so that there is a five-layer Wandungsauf ⁇ construction (Fig. 4).
  • the cover layer 44 is a high-density polyethylene (HDPE).
  • the barrier layer is an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH).
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the HDPE has during injection into the mold cavity 20 as the adhesion promoter a lower viscosity, wherein said EVOH has substantially the viscosity of the bonding agent on ⁇ .
  • the mold half 26 is composed at least in two parts of a base ⁇ body 26a and a mold insert 26b, wherein the mold wall 22 of the mold cavity 20 the main body 26a and a secondary wall 50 of the secondary cavity 30 to the mold insert 26b is assigned.
  • the mold half 28 we ⁇ antecedents two parts from a main body 28a and a mold for use ⁇ 28b composed (Fig. 2, Fig. 5a).
  • the mold cavity 20 is circumferentially completely enclosed by the secondary cavity 30 in a cross section along the sectional plane S (FIGS. 5a, 5a).
  • the barrier layer 8 is therefore formed over its entire surface over the entire wall of the shell 4.
  • the shell 6 can be prepared in analo ⁇ ger manner.
  • the first plastic component 38 has a lower viscosity during injection into the mold cavity 20 than the second plastic component 40.
  • the temperature of the plastics 38, 40 is set in the region of a respective melting and conveying unit 52 of the injection molding machine 16 (FIG. 2).
  • Fig. 6a shows schematically an injection molding tool 56 in a plan view.
  • the injection molding tool 56 has a cavity 60.
  • the injection molding tool 56 has a restrictor 62.
  • the restrictor 62 is provided to regulate a flow of melt from the mold cavity 58 to the secondary cavity 60, the melt via a gate 59 in FIG the mold cavity 58 is introduced.
  • FIG. 6b shows a cross section of the injection molding tool 56 along a section line AA, wherein both a first mold half 54 and a second mold half 68 of the injection mold 56 are shown in the section.
  • the throttle 62 is integrally incorporated into the injection molding tool 56.
  • the throttle 62 is designed as a local constriction adjacent to the mold cavity 58.
  • the throttle 62 represents a melting-technical throttle between the mold cavity 58 and the secondary cavity 60.
  • the distance of the facing mold walls 64 and 66 is less in the region of the throttle 62, as in the region of the mold cavity 58 and in the region of the secondary cavity 60th
  • Fig. 6c shows a variant in which the throttle 62 is configured by means of slide valves 70, which are displaceable relative to the first mold half 54 and the second mold half 68, to block or release fluid communication between the mold cavity 58 and the secondary cavity 60.
  • the tool 56 can have a plurality of form slides 70 on ⁇ .
  • the flow of material ei ⁇ ner first plastic component 72 and a second plastic ⁇ material component 74 can be using the throttle 62.
  • the throttle 62 can be achieved in this way a full-surface formation of a Wegschich ⁇ term or multilayer wall structure with low material costs.
  • FIGS. 8 shows by way of example the filling process for an injection molding tool 76 without a throttle, as shown for example in FIGS. 1 and 5.
  • a full-surface layer formation of a first plastic component 72 with a ner second plastic component 74 can be achieved over the entire mold cavity 58 away.
  • the materials 72, 74 in the region of the secondary cavity 60 spread over a substantially larger area, and follow less precisely the base area of the mold cavity 58.
  • Throttle 62, mold slide 70 and / or secondary cavity 60 may be provided in separate mold inserts.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters (2) für ein Kraftfahrzeug, der aus wenigstens zwei Schalen (4, 6) zusammengesetzt ist. Weiter betrifft die Erfindung einen Flüssigkeitsbehälter (2) für ein Kraftfahrzeug.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters, Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug und Spritzgusswerkzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug, einen Flüssig¬ keitsbehälter für ein Kraftfahrzeug und ein Spritzgusswerkzeug . In modernen Kraftfahrzeugen werden eine Mehrzahl verschiedener Betriebsflüssigkeiten in Flüssigkeitsbehältern bzw. Tanks bevorratet. Dabei kann es sich beispielsweise um Treibstoff, Mo- toröl, Harnstofflösung zur selektiven katalytischen Reduktion oder auch Reinigungsflüssigkeit für die Verglasung der Schein- werfer oder der Fahrgast zelle handeln.
Um die Umweltbelastung durch Kraftfahrzeuge gering zu halten, besteht die Forderung, umweltbelastende Substanzen, wie z.B. Kraftstoff zum Antrieb des Fahrzeugs, zuverlässig in einem Flüssigkeitsbehälter aufzunehmen und zu kapseln. Insbesondere für leicht bauende Kunststofftanks zur Bevorratung von Kraft¬ stoff gilt es, die diffusionsbedingte Emission über die Kunst¬ stoffwandung des Tanks gering zu halten. Dazu werden die
Kunststoffwandungen solcher Tanks mehrschichtig aufgebaut und weisen eine Sperrschicht auf, die als Diffusionsbarriere für den bevorrateten Kraftstoff dient. Diese mehrschichtigen KunststoffWandungen mit Sperrschicht werden üblicherweise im Koextrusionsblasformen zunächst als matten- oder schlauchförmige Halbzeuge koextrudiert und an¬ schließend durch Blasformen in die vorgesehene Form gebracht. Durch die schlauch- oder mattenförmige Koextrusion wird gewährleistet, dass sich die Sperrschicht vollflächig über die gesamte Tankwandung erstreckt. Abgesehen von einer Einfüllöff¬ nung des Tanks ist somit das gesamte Hohlraumvolumen zur Be¬ vorratung von Treibstoff von der Sperrschicht eingefasst bzw. umschlossen.
Dadurch, dass beim Koextrusionsblasformen die Extrusion des Halbzeugs und der eigentliche Formvorgang, nämlich die Innendruckbeaufschlagung des Halbzeugs in einem Blasformwerkzeug, in zwei separaten Arbeitsschritten erfolgt, ist das Blasformen vergleichsweise zeit- und kostenintensiv. Demgegenüber bietet das Spritzgussverfahren grundsätzlich den Vorteil, dass der Zwischenschritt der Extrusion des Halbzeugs eingespart werden kann, in dem der plastifizierte Kunststoff unmittelbar in eine Kavität eines Spritzgusswerkzeugs eingespritzt wird.
Beim Spritzgießen mehrschichtiger Bauteile mit zwei oder mehr Kunststoffkomponenten besteht jedoch der Nachteil, dass es zu Inhomogenitäten in der Schichtdicke und der Schichtausbreitung kommen kann. Insbesondere in von einem Anguss beabstandeten Randbereichen kann es durch Unregelmäßigkeiten im Fließfrontverlauf und den Fließweglängen einer oder mehrerer Kunststoffkomponenten zu einer unvollständigen Schichtausbildung kommen, so dass eine vollflächige Schichtausbildung, beispielsweise einer Sperrschicht, nicht gewährleistet werden kann. Daher werden mehrschichtige Wandungen von Kraftstofftanks üblicher¬ weise nicht im Spritzgussverfahren gefertigt. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug an¬ zugeben, welches die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist, und insbe¬ sondere eine vollflächige Ausbildung einer Sperrschicht ermög¬ licht. Weiter sollen ein Flüssigkeitsbehälter für ein
Kraftfahrzeug und ein Spritzgusswerkzeug angegeben werden.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, einen Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 14 und ein Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 16 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug, der aus wenigs¬ tens zwei Schalen zusammengesetzt ist, wobei die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
Bereitstellen einer Spritzgussmaschine,
mit einem Spritzgusswerkzeug,
wobei das Spritzgusswerkzeug wenigstens einen Form¬ hohlraum hat, der zum Abbilden der Geometrie einer ersten Schale des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen ist und der zwischen Formwandungen wenigstes einer ersten und einer zweiten Formhälfte des Spritzguss¬ werkzeugs gebildet ist,
wobei das Spritzgusswerkzeug wenigstens einen Neben¬ hohlraum hat,
wobei der Nebenhohlraum mit dem Formhohlraum in Flu- idverbindung steht, wobei der Nebenhohlraum in einem von einem Angussbereich beabstandeten Randbereich des Formhohlraums zumindest abschnittsweise an den Formhohlraum angrenzt, und
- wobei der Nebenhohlraum zur Aufnahme von überschüssi¬ gem Spritzgusswerkstoff vorgesehen ist;
Herstellen der ersten Schale durch Plastifizieren und Einspritzen einer ersten Kunststoffkomponente und einer zwei¬ ten Kunststoffkomponente in den Formhohlraum,
- so dass die erste und die zweite Kunststoffkomponente entlang einer Grenzfläche miteinander verbunden werden und
dass sich die erste Kunststoffkomponente an eine Formwandung der ersten Formhälfte anlegt und die zweite Kunststoffkomponente und die Grenzfläche von der Formwandung der ersten Formhälfte beabstandet sind,
wobei wenigstens ein Teil des Nebenhohlraums mit überschüssigem Spritzgusswerkstoff der ersten und zweiten Kunststoffkomponente gefüllt wird;
Herstellen einer zweiten Schale des Flüssigkeitsbehälters; Verbinden der ersten und zweiten Schale;
Entfernen des überschüssigen Materials der ersten und zweiten Kunststoffkomponente, wobei das Entfernen des überschüssigen Materials vor oder nach dem Verbinden der
Schalen erfolgt.
Dadurch, dass sich sowohl die erste als auch die zweite Kunst¬ stoffkomponente bei der Herstellung der ersten Schale bis in den Nebenhohlraum erstrecken, kann auch in dem Randbereich des Formhohlraums in zuverlässiger Weise ein zwei- oder mehrschichtiger Aufbau des Flüssigkeitsbehälters erreicht werden.
Der in dem Nebenhohlraum aufgenommene Spritzgusswerkstoff der ersten und zweiten Kunststoffkomponente (überschüssiger Spritzgusswerkstoff) ist nicht Teil der vorgesehenen Endgeo¬ metrie des Flüssigkeitsbehälters und wird daher entfernt. Der Nebenhohlraum dient während des Spritzgussprozesses somit als Über- oder Auslaufzone für die Fließfronten der Kunststoffkom- ponenten, so dass etwaige Inhomogenitäten in der Schichtausbildung in einen von der eigentlichen Bauteilgeometrie
beabstandeten Bereich, den Nebenhohlraum, verlagert werden können . Das Entfernen des überschüssigen Spritzgusswerkstoffs kann beispielsweise durch Abtrennen, Schneiden (z.B. per Laser oder Wasserstrahl), Stanzen, Sägen oder Fräsen erfolgen. Das entfernte Material kann einem Recycling zugeführt werden. Wenn vorliegend von „Grenzflächen" gesprochen wird, so handelt es sich dabei um Bereiche, in denen die Kunststoffkomponenten aneinanderhaften . Die Grenzflächen können gebildet werden, während sich die Kunststoffkomponenten im schmelzflüssigen Zustand befinden, um eine hohe Festigkeit des Schichtverbunds zu erreichen. Dabei können sich zwischen den Kunststoffen Ver- schlaufungen ausbilden, die eine gute Schichthaftung begünstigen .
Der Flüssigkeitsbehälter kann aus genau zwei Schalen zusammen- gesetzt sein, die in diesem Fall als Halbschalen bezeichnet werden. Dadurch, dass lediglich zwei Halbschalen zu einem Flüssigkeitsbehälter verbunden werden, kann die Zahl der Fügestellen geringgehalten werden. Es versteht sich, dass innerhalb der Schalen oder Halbschalen vor deren Verbinden Funktionseinheiten, wie Pumpen, Füllstandgeber, Ventile und dergleichen montiert werden können. Die zweite Schale kann in dem Formhohlraum der ersten Schale hergestellt werden, nachdem die erste Schale aus dem Formhohl¬ raum entnommen worden ist. So können in kostengünstiger Weise zwei Schalen für einen Flüssigkeitsbehälter mit einem Werkzeug mit einem einzigen Formhohlraum hergestellt werden.
Die zweite Schale kann in einem von dem Formhohlraum der ersten Schale separaten Formhohlraum hergestellt werden. So kann eine von der ersten Schale abweichende Geometrie für die zwei- ten Schale vorgesehen werden.
Der Formhohlraum der zweiten Schale kann in einem separaten Spritzgusswerkzeug vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Fertigung der ersten Schale unabhängig von der Fertigung der zweiten Schale erfolgen.
Der von dem Formhohlraum der ersten Schale separate Formhohlraum der zweiten Schale kann in demselben Spritzgusswerkzeug vorgesehen sein, in dem auch der Formhohlraum der ersten
Schale vorgesehen ist. Folglich können sowohl die erste Schale als auch die zweite Schale gleichzeitig in einem Spritzguss¬ werkzeug hergestellt werden.
Das Spritzgusswerkzeug kann zwei oder mehr Formhohlräume zum Herstellen von ersten Schalen und zweiten Schalen aufweisen. Beispielsweise können in einem Spritzgusswerkzeug vier Form¬ hohlräume vorgesehen sein, wobei zwei Formhohlräume zum Her¬ stellen von ersten Schalen vorgesehen sind und zwei weitere Formhohlräume zum Herstellen von zweiten Schalen vorgesehen sind. Auf diese Weise können in einem einzigen Spritzgusszyklus gleichzeitig Schalen für zwei Flüssigkeitsbehälter gefertigt werden.
Jedem Formhohlraum können eine oder mehrere Spritzgussdüsen zum Einspritzen der Kunststoffkomponenten zugeordnet sein. Sofern die zweite Schale in einem von dem Formhohlraum der ersten Schale separaten Formhohlraum hergestellt wird, weist der Formhohlraum der zweiten Schale ebenfalls einen Nebenhohl- räum auf, der zur Aufnahme von überschüssigem Spritzgusswerkstoff vorgesehen ist.
Sofern der Formhohlraum der ersten Schale und der von dem Formhohlraum der ersten Schale separate Formhohlraum der zwei- ten Schale in einem Spritzgusswerkzeug vorgesehen sind, können deren Nebenhohlräume zumindest teilweise in Fluidverbindung zueinander stehen, so dass die erste Schale und die zweite Schale nach dem Spritzgießen zunächst über den überschüssigen, zu entfernenden Spritzgusswerkstoff stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann die manuelle oder automa¬ tisierte Entnahme der Schalen mit einem Entnahmewerkzeug ver¬ einfacht werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgese- hen, dass die bereitgestellte Spritzgussmaschine zum Mehrkom¬ ponenten-Sandwichspritzgießen eingerichtet ist, wobei die erste und zweite Kunststoffkomponente im Mehrkomponenten-Sand¬ wichspritzgießen in den Formhohlraum und den Nebenhohlraum eingebracht werden, wobei das Einspritzen der ersten Kunst- stoffkomponente in den Formhohlraum zeitlich vor dem Einspritzen der zweiten Kunststoffkomponente beginnt und die zweite Kunststoffkomponente als Kernlage in die erste Kunststoffkom¬ ponente eingespritzt wird, so dass die erste Kunststoffkompo¬ nente die Kernlage umschließt.
Werden genau zwei Kunststoffkomponenten verarbeitet, handelt es sich um das Zwei-Komponenten-Sandwichspritzgießen. Mithilfe des Zwei-Komponenten-Sandwichspritzgießens kann in einfacher Weise ein im Querschnitt dreilagiger Wandungsaufbau erzielt werden, wobei eine Kernlage zumindest zweiseitig von Decklagen eingefasst wird. Die Kunststoffe werden dabei nach einem zeit¬ lich versetzten Beginn der Einspritzung im weiteren Verlauf eines Einspritzzyklus gleichzeitig in den Formhohlraum und den Nebenhohlraum eingebracht, so dass von einer sequentiellen Coinjektion der Kunststoffkomponenten gesprochen werden kann.
Eine Nachdruckphase zum Ausgleich einer abkühlbedingten
Schwindung kann über die zweite Kunststoffkomponente erreicht werden, welche die erste Kunststoffkomponente gegen die Form¬ wandungen der Formhälften drückt.
Die erste Kunststoffkomponente und die zweite Kunststoffkompo¬ nente können über einen gemeinsamen Anschnitt bzw. Anguss in das Spritzgusswerkzeug eingebracht werden. Um die zweite
Kunststoffkomponente vollständig von der ersten Kunststoffkom¬ ponente einzufassen, kann das Ende der Einspritzung der zweiten Kunststoffkomponente zeitlich vor dem Ende der
Einspritzung der ersten Kunststoffkomponente liegen. Mit ande¬ ren Worten kann im Bereich des Angusses bzw. Anschnitts Mate- rial der ersten Kunststoffkomponente „nachgelegt" werden, um die zweite Kunststoffkomponente im Bereich des Anschnitts zur Umgebung hin zu versiegeln. Der Anguss bzw. Anschnitt kann in bekannter Weise durch Nachbearbeitung zumindest teilweise entfernt werden, z.B. durch Fräsen.
Die zweite Kunststoffkomponente kann als Sperrschicht bzw. Diffusionsbarriere für einen Kraftstoff dienen.
Das Verbinden der ersten und zweiten Schale kann durch Ver- schweißen erfolgen. Durch einen ergänzenden Umformvorgang kann die zweite Kunststoffkomponente der ersten Schale mit einer zweiten Kunststoffkomponente der zweiten Schale zur Ausbildung einer durchgehenden, vollflächigen Sperrschicht verbunden werden . Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass wenigstens drei Kunststoffkomponenten im Mehrkomponenten-Sand¬ wichspritzgießen ineinander gespritzt werden, insbesondere eine Decklage, ein Haftvermittler und eine Kernlage. So kann ein fünfschichtiger Aufbau der ersten Schale erreicht werden. Es versteht sich, dass die zweite Schale in analoger Weise ebenfalls drei-, fünf- oder mehrschichtig aufgebaut werden kann . Falls die Decklage und die Kernlage aus Werkstoffen gebildet sind, die chemisch und/oder physikalisch nicht in einer Weise kompatibel sind, dass eine Anhaftung im Bereich der Grenzflä¬ chen gewährleistet werden kann, dient der Haftvermittler als Zwischenlage zur Ausbildung eines Schichtverbunds. Der Haft- vermittler bildet dabei sowohl eine haftende Verbindung zur Decklage als auch zur Kernlage aus.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Spritgussverfahrens ist vorgesehen, dass eine Formhälfte wenigstens zweiteilig aus ei- nem Grundkörper und einem Formeinsatz zusammengesetzt ist, wobei insbesondere die Formwandung des Formhohlraums dem
Grundkörper und eine Nebenwandung des Nebenhohlraums dem Formeinsatz zugeordnet ist. Der Formeinsatz kann unabhängig von dem Grundkörper gefertigt und bereitgestellt werden. Der Ne- benhohlraum kann unabhängig von dem Grundkörper nachträglich optimiert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Formhohlraum in einem Querschnitt betrachtet um- fangsseitig vollständig von dem Nebenhohlraum eingefasst wird. Damit kann eine vollflächige Ausdehnung der zweiten Kunst¬ stoffkomponente der ersten Schale begünstigt werden.
Die erste Kunststoffkomponente kann beim Einspritzen in den Formhohlraum eine niedrigere Viskosität aufweisen als die zweite Kunststoffkomponente . Damit kann eine zuverlässige Aus¬ füllung des Formhohlraums und der Nebenkavität erreicht wer¬ den . Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist die erste Kunststoffkomponente ein Polyamid (PA) , ein Polyphenylensulfid (PPS), ein Polyoxymethylen (POM) oder ein Polyphthalamid (PPA) und die zweite Kunststoffkomponente ein Polyphthalamid (PPA) , ein Polyamid (PA) , ein Polyoxymethylen (POM) , ein Polypheny- lensulfid (PPS) , flüssigkristallines Polymer (LCP) , Polyketon (PK) oder ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) .
Eine Kunststoffkomponente kann ein faserverstärkter Kunststoff sein. So kann beispielsweise ein Granulat bereitgestellt wer- den, das Fasergehalte von einschließlich 10 bis 60 Gewichts¬ prozent aufweist, insbesondere Fasergehalte von 20 bis
einschließlich 40 Gewichtsprozent hat. Die Fasern können Kurzfasern mit einer Länge kleiner oder gleich 12 mm oder Langfasern mit einer Länge größer gleich 12 mm, insbesondere einer Länge von einschließlich 12 mm bis 25 mm, sein. Die Fasern können in einem zu plastifizierenden Granulat enthalten sein oder einem bereits plastifizierten Kunststoff beigemischt wer¬ den. Durch die Faserverstärkung kann ein robuster und formbeständiger Flüssigkeitsbehälter hergestellt werden.
Für den Fall eines fünfschichtigen Wandungsaufbaus ist nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens die erste Kunst¬ stoffkomponente ein High-Density-Polyethylene (HDPE) , die zweite Kunststoffkomponente ein Haftvermittler und die dritte Kunststoffkomponente ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer
(EVOH) .
Die erste Kunststoffkomponente kann beim Einspritzen in den Formhohlraum eine niedrigere Viskosität aufweisen als die zweite Kunststoffkomponente . Die dritte Kunststoffkomponente kann im Wesentlichen die Vis¬ kosität der zweiten Kunststoffkomponente aufweisen, wobei „im Wesentliche gleich" bedeutet, dass eine Abweichung in der Vis- kosität der dritten Kunststoffkomponente gegenüber der zweiten Kunststoffkomponente in einem Bereich +/- 15%, insbesondere +/- 5%, liegen kann.
Wenn vorliegend von „Viskosität" gesprochen wird, so handelt es sich dabei um die sich mit der Temperatur der Kunststoffkomponenten ändernde, dynamische Viskosität der Kunststoffkom- ponenten .
Vor oder nach dem Verbinden der Schalen können eine oder meh- rere Funktionseinheiten, wie eine oder mehrere Pumpen, Füllstandgeber, Ventile, Stutzen, Anschlusselemente oder
dergleichen, an der ersten Schale und/oder der zweiten Schale befestigt werden. Damit können in einfacher Weise Funktions¬ einheiten in den Flüssigkeitsbehälter integriert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens weist das Spritzgusswerkzeug eine Drossel auf, die zum Regulieren eines Schmelzeflusses von dem Formhohlraum zum Nebenhohlraum vorgesehen ist. Durch die auch in dem Nebenhohlraum vorhandene Mi- schung aus erstem und zweitem Kunststoff kann das
überschüssige Material lediglich einem „Downcycling"-Prozess zugeführt werden. Die Drossel dient insbesondere dazu, die in den Nebenhohlraum gelangende Menge von erstem und zweiten Kunststoff möglichst gering zu halten, um Materialkosten ein- zusparen. Mit anderen Worten ermöglicht die Drossel eine Verkleinerung eines erforderlichen Nebenkammervolumens . Bei der Drossel handelt es sich daher insbesondere um eine schmelz¬ technische Drossel. Die Drossel kann in einfacher und kostengünstiger Weise dadurch bereitgestellt werden, dass die Drossel durch eine Verengung eines Formquerschnitts gebildet ist.
Die Drossel kann daher eine Verengung oder Verjüngung sein, die den Formhohlraum umfangsseitig teilweise einfasst, insbe¬ sondere vollständig einfasst. Beim Einspritzen des Kunststoffs füllt sich daher zumindest abschnittsweise erst die Drossel, bevor der Kunststoff in den Nebenhohlraum übertritt.
Die Verengung oder Verjüngung kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum angeordnet sein, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum im Bereich der Drossel über die Drossel hergestellt ist. Ausgehend von einem Anguss gelangt ein Kunststoff daher zunächst in den Formhohl¬ raum und nach dem Passieren der Drossel in den Nebenhohlraum.
Es versteht sich, dass eine solche Verjüngung oder Verengung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum auch nur abschnittsweise vorgesehen sein kann. Je nach Bauteilgeometrie und dem Fließfrontenverlauf der Kunststoffe während des
Spritzgussvorgangs kann die Anordnung von einer Drossel oder lokaler Drosselbereiche zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum derart angepasst sein, dass sich insbesondere eine vollflächige Ausbildung eines zwei-, drei- oder mehrschichti¬ gen Wandungsaufbaus ergibt, bei einer möglichst geringen Menge von überschüssigem Material im Bereich des Nebenhohlraums.
Mit Auftreffen auf eine schmelztechnische Drossel kann bei ei¬ ner Coinjektion z.B. der Materialfluss eines gegenüber dem ersten Material zähflüssigeren bzw. höherviskosen, zweiten Materials in Richtung des Nebenhohlraums reduziert werden. Dies begünstigt ein Durchdringen von angrenzenden Bereich ersten Materials mit zweitem Material bzw. das Ausbilden ner voll- flächigen Schichtausbildung mit zweitem Material Formhohl- räum . Die Drossel kann eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum lokal vollständig unterbrechen. So kann die Drossel Steg- oder Wandungssegmente aufweisen, die zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenholraum vorgesehen sind .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Verfahren angegeben, wobei Formschieber zum Freigeben und Verschließen des Nebenhohlraums vorgesehen sind, mit den Verfahrensschritten :
- teilweises oder vollständiges Verschließen der Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum durch die Formschieber, insbesondere vor dem Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente und/oder der zweiten Kunststoffkom- ponente ;
- teilweises oder vollständiges Freigeben der Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum, insbesondere nach dem Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente und/oder der zweiten Kunststoffkomponente .
Die Formschieber könne daher als Drossei zur Regulierung eines
Schmelzetlusses zwischen dem Formhohlräum und dem Nebenhohl- räum vorgesehen sein .
Die Formschieber können eine variable Drossel zwischen dem Formhohlraum und den Nebenhohlraum bilden.
Beispielsweise können die Formschieber zum Zeitpunkt des Ein¬ spritzens der ersten Kunststoffkomponente ganz oder teilweise geschlossen sein, um eine Fluidverbindung zwischen dem Form- hohlraum und dem Nebenhohlraum teilweise oder vollständig zur unterbrechen. Nach oder mit dem Zeitpunkt des Einspritzens der zweiten Kunststoffkomponente können die Formschieber ganz oder teilweise geöffnet werden, um eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum teilweise oder vollständig zu öffnen.
Mit Hilfe der Drossel kann der Material- und Energieeinsatz im Spritzgussverfahren reduziert werden. Durch eine mögliche Reduzierung eines Volumens des Nebenhohlraums können die Größe des Werkzeugs an sich, der Aufspannplatten für das Werkzeug und die erforderliche Schließkraft der Spritzgussmaschine re¬ duziert werden. Insgesamt können hierdurch die Herstellkosten gesenkt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug, wobei der Flüssig¬ keitsbehälter durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden ist. So kann in kostengünstiger Weise ein Flüssigkeitsbehälter hergestellt werden, dessen Schalen einen Zwei- oder Mehrschichtaufbau bis in die Randbereiche aufweisen, so dass eine Sperrschicht ausgebildet werden kann.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters ist vorgesehen, dass der Flüssigkeitsbehälter einen wenigstens dreischichtigen Wandungsaufbau hat, wobei eine Sperrschicht zumindest abschnittsweise wenigstens zweiseitig von Decklagen eingefasst ist und wobei die Sperrschicht insbesondere voll¬ flächig in dem Wandungsaufbau ausgebildet ist. Bei der Sperr¬ schicht kann es sich um eine Diffusionsbarriere handeln, um eine Bevorratung eines Kraftstoffs unter geringer diffusions¬ bedingter Emission zu ermöglichen.
Beispielsweise kann die Sperrschicht eine PPA-Schicht oder eine EVOH-Schicht sein, wobei eine EVOH-Schicht eine Sperr- schicht für Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff bildet. Der Schichtaufbau kann lokal mehr als drei Schichten aufwei¬ sen, insbesondere durch ein wechselseitiges Verschweißen, Verkleben und/oder Durchdringen der Schichten in zwischen den Schalen gebildeten Verbindungs- oder Fügebereichen. Insbesondere können zusätzliche Kleb- oder Dichtstoffe in den Fügebe¬ reichen eingebracht sein.
Der Wandungsaufbau kann fünf- oder mehrschichtig sein, insbe- sondere durch die Verwendung eines Haftvermittlers, wie voran¬ stehend bereits erläutert, oder die Einbindung zusätzlicher Sperrschichten oder Decklagen.
Die Wanddicke einer Schale des Flüssigkeitsbehälters kann 3 mm +/- 1 mm betragen. So kann ein besonders leichter Flüssigkeitsbehälter unter geringem Materialaufwand hergestellt werden. Die Wanddicke bezieht sich dabei insbesondere auf die Wanddicke einer Schale vor dem Verbinden mit einer weiteren Schale. Es versteht sich, dass sich die Wanddicke des Flüssig- keitsbehälters in einem Verbindungsbereich, in dem die Schalen des Flüssigkeitsbehälters aneinander anliegen, aus der Summe der Wanddicken der aneinander liegenden Schalen ergeben kann. So kann die Wanddicke des Flüssigkeitsbehälters im Wesentli¬ chen ebenfalls 3 mm +/- 1 mm betragen, in einem Verbindungsbe- reich, in dem zwei Schalen miteinander verbunden sind, jedoch lokal auf ca. 6 mm verdickt sein.
Gemäß einem letzten Aspekt betrifft die Erfindung ein
Spritzgusswerkzeug zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einen Formhohlraum, der zum Abbilden der Geometrie einer ersten Schale und/oder einer zweiten Schale des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen ist und der zwischen Formwandungen wenigstes einer ersten und einer zweiten Formhälfte des Spritzgusswerkzeugs gebildet ist, wobei das Spritzgusswerkzeug wenigstens einen Nebenhohlraum hat, wo¬ bei der Nebenhohlraum mit dem Formhohlraum in Fluidverbindung steht, wobei der Nebenhohlraum in einem von einem Angussbereich beabstandeten Randbereich des Formhohlraums zumindest abschnittsweise an den Formhohlraum angrenzt, und wobei der Nebenhohlraum zur Aufnahme von überschüssigem Spritzgusswerkstoff vorgesehen ist.
Wie voranstehend bereits diskutiert, begünstigt die Ausgestal- tung des Spritzgusswerkzeugs eine insbesondere vollflächige Ausbildung eines zwei-, drei- oder mehrschichtigen Wandungsaufbaus des Flüssigkeitsbehälters.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das Spritzgusswerkzeug eine Drossel auf, die zum Regulieren eines Schmelzeflusses von dem Formhohlraum zum Nebenhohlraum vorgesehen ist. Die Drossel ermöglicht eine Verkleinerung eines erforderlichen Nebenkam- mervolumens. Bei der Drossel handelt es sich daher insbeson¬ dere um eine schmelztechnische Drossel.
Die Drossel kann in einfacher und kostengünstiger Weise dadurch bereitgestellt werden, dass die Drossel durch eine Verengung eines Formquerschnitts gebildet ist. Die Drossel kann daher eine Verengung oder Verjüngung sein, die den Formhohlraum umfangsseitig teilweise einfasst, insbe¬ sondere vollständig einfasst. Beim Einspritzen des Kunststoffs füllt sich daher zumindest abschnittsweise erst die Drossel, bevor der Kunststoff in den Nebenhohlraum übertritt.
Die Verengung oder Verjüngung kann zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum angeordnet sein, so dass eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum im Bereich der Drossel über die Drossel hergestellt ist. Ausgehend von einem Anguss gelangt ein Kunststoff daher zunächst in den Formhohl¬ raum und nach dem Passieren der Drossel in den Nebenhohlraum.
Es versteht sich, dass eine solche Verjüngung oder Verengung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum auch nur abschnittsweise vorgesehen sein kann. Je nach Bauteilgeometrie und dem Fließfrontenverlauf während des Spritzgussvorgangs kann die Anordnung einer vollständig umlaufenden Drossel oder mehrere lokaler Drosselbereiche zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum derart angepasst sein, dass eine insbesondere vollflächige Ausbildung eines zwei-, drei- oder mehr¬ schichtigen Wandungsaufbaus , bei einer möglichst geringen Menge von überschüssigem Material im Bereich des Nebenhohlraums, begünstigt wird.
Mit Auftreffen auf eine schmelztechnische Drossel kann bei ei¬ ner Coinjektion z.B. der Materialfluss eines gegenüber dem ersten Material zähflüssigeren bzw. höherviskosen, zweiten Materials in Richtung des Nebenhohlraums reduziert werden. Dies begünstigt ein Durchdringen von angrenzenden Bereich ersten Materials mit zweitem Material bzw. das Ausbilden einer voll¬ flächigen Schichtausbildung mit zweitem Material im Formhohlraum . Die Drossel kann zur lokalen Regulierung des Schmelzeflusses segmentiert sein. In einem oder mehreren Teilbereichen kann der Formhohlraum daher unmittelbar und ohne eine zwischengeschaltete Drossel in den Nebenhohlraum übergehen. In einem o- der mehreren weiteren Teilbereichen kann zwischen dem
Formhohlraum und dem Nebenhohlraum die Drossel vorgesehen sein. So kann die Drossel in einer Draufsicht auf eine Form¬ hälfte betrachtet beispielsweise entlang zweier Längsseiten eines Formhohlraums zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum angeordnet sein, während entlang zweier Querseiten des Formhohlraums keine Drossel zwischen den Formhohlraum und dem Nebenhohlraum angeordnet ist.
Die Drossel kann den Formhohlraum in einem Querschnitt oder einer Draufsicht betrachtet vollständig einfassen. Eine Regu¬ lierung des Schmelzeflusses, insbesondere eine lokale Regulie¬ rung des Schmelzeflusses, kann hierbei dadurch erfolgen, dass die Drossel abschnittweise einen geringeren oder höheren Widerstand für den Schmelzetluss bildet. Dies kann beispiels¬ weise durch einen abschnittweise angepassten
Drosselquerschnitt erfolgen.
Die Drossel kann dazu eingerichtet sein, eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum lokal vollständig zu unterbrechen. So kann die Drossel Steg- oder Wan¬ dungssegmente aufweisen, die zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenholraum vorgesehen sind.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird ein Spritzgusswerkzeug angegeben, wobei Formschieber zum Freigeben und Verschließen des Nebenhohlraums vorgesehen sind.
Die Formschieber können daher als Drossel zur Regulierung eines Schmelzeflusses zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum dienen.
Die Formschieber können als variable Drossel zwischen dem Formhohlraum und den Nebenhohlraum ausgestaltet sein.
Beispielsweise können die Formschieber zum Zeitpunkt des Ein¬ spritzens der ersten Kunststoffkomponente ganz oder teilweise geschlossen sein, um eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum teilweise oder vollständig zur unterbrechen. Nach oder mit dem Zeitpunkt des Einspritzens der zweiten Kunststoffkomponente können die Formschieber ganz oder teilweise geöffnet werden, um eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum teilweise oder vollständig zu öffnen. Die Formschieber können zwischen zwei Endlagen, insbesondere einer Offenstellung und einer Schließstellung, stufenlos verstellbar sein.
Mit Hilfe der Drossel kann der Material- und Energieeinsatz im Spritzgussverfahren reduziert werden. Durch eine mögliche Reduzierung eines Volumens des Nebenhohlraums können die Größe des Werkzeugs an sich, der Aufspannplatten für das Werkzeug und die erforderliche Schließkraft der Spritzgussmaschine re¬ duziert werden. Insgesamt können hierdurch die Herstellkosten gesenkt werden.
Die Formschieber können ausschließlich an der ersten Formhälfte angeordnet sein. Die Formschieber können ausschließlich an der zweiten Formhälfte angeordnet sein.
Die Formschieber können an der ersten Formhälfte und der zweiten Formhälfte angeordnet sein.
Es können erste Formschieber zur Herstellung einer ersten Schale des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen und an der ersten Formhälfte angeordnet sein. Es können zweite Formschieber zur Herstellung einer zweiten Schale des Flüssigkeitsbehälters vorgesehen und an der ersten Formhälfte angeordnet sein.
Es versteht sich, dass das Spritzgusswerkzeug eine oder meh¬ rere Entlüftungsöffnungen zum Entlüften des Formhohlraums und/oder des Nebenhohlraums während des Spritzgussvorgangs aufweisen kann. Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbei¬ spiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
Fig. 1 einen Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine Spritzgussmaschine mit einem Spritzgusswerkzeug;
Fig. 3 einen Zweikomponenten-Spritzguss gemäß Fig. 2;
Fig. 4 einen Mehrkomponenten-Spritzguss ;
Fig. 5 das Spritzgusswerkzeug aus Fig. 2;
Fig. 6 ein Spritzgusswerkzeug mit einer Drossel; einen Füllvorgang für ein Spritzgusswerkzeug aus Fig. 6; einen Füllvorgang für ein Spritzgusswerkzeug gemäß Fig . 5 bzw . Fig . 2.
Fig. 1 zeigt einen Flüssigkeitsbehälter 2 für ein Kraftfahr- zeug (nicht dargestellt) , wobei es sich vorliegend um einen Kraftstofftank 2 handelt. Der Kraftstofftank 2 ist aus zwei Halbschalen 4, 6, einer ersten Schale 4 und einer zweiten Schale 6, zusammengesetzt, die im Bereich einer Ebene E mitei¬ nander verbunden worden sind.
Der Flüssigkeitsbehälter 2 hat einen dreischichtigen Wandungsaufbau. Eine Sperrschicht 8 wird zweiseitig von einer inneren Decklage 10 und einer äußeren Decklage 12 eingefasst. Die Sperrschicht 8 ist vollflächig in dem Wandungsaufbau aus¬ gebildet. In dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt wird ein Hohlraumvolumen 14, das zur Bevorratung von Kraftstoff vorgesehen ist, vollständig von der Sperrschicht 8 umschlossen. Die Sperrschicht 8 stellt eine Diffusionsbarriere dar, um eine diffusionsbedingte Emission während der Bevorratung des Kraft¬ stoffs gering zu halten.
Eine Wanddicke t der Schalen 4, 6 des Flüssigkeitsbehälters 2 beträgt 3mm +/- 1 mm.
Der Flüssigkeitsbehälter 2 ist mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden, das nachfolgend erläutert wird. In einem ersten Schritt wird eine Spritgussmaschine 16 bereit¬ stellt, die zum Zweikomponenten-Sandwichspritzgießen eingerichtet ist.
Die Spritzgussmaschine 16 hat ein Spritzgusswerkzeug 18. Das Spritzgusswerkzeug 18 hat wenigstens einen Formhohlraum 20, der zum Abbilden der Geometrie der ersten Schale 4 des Flüssigkeitsbehälters 2 vorgesehen ist. Vorliegend ist in dem Formhohlraum 20 die Schale 4 aufgenommen. Der Formhohlraum 20 ist zwischen Formwandungen 22, 24 wenigstes einer ersten und einer zweiten Formhälfte 26, 28 des Spritzgusswerkzeugs 18 ge¬ bildet .
Das Spritzgusswerkzeug 18 hat einen Nebenhohlraum 30. Der Ne¬ benhohlraum 30 steht mit dem Formhohlraum 20 in Fluidverbin- dung. Der Nebenhohlraum 30 grenzt in einem von einem
Angussbereich 32 beabstandeten Randbereich 34 des Formhohlraums 20 zumindest abschnittsweise an den Formhohlraum 20 an. Der Nebenhohlraum 30 ist zur Aufnahme von überschüssigem
Spritzgusswerkstoff 36 vorgesehen. Vorliegend ist der Neben- hohlraum 30 mit überschüssigem Spritzgusswerkstoff 36 gefüllt. Die erste Schale 4 ist durch Plastifizieren und Einspritzen einer ersten Kunststoffkomponente 38 und Plastifizieren und Einspritzen einer zweiten Kunststoffkomponente 40 in den Form- hohlraum 20 hergestellt worden.
Die erste und die zweite Kunststoffkomponente 38, 40 sind ent¬ lang einer Grenzfläche 42 miteinander verbunden. Die erste Kunststoffkomponente 38 liegt an der Formwandung 22 der ersten Formhälfte 26 und an der Formwandung 24 der zweiten Formhälfte 28 an. Die zweite Kunststoffkomponente 40 und die Grenzfläche 42 sind von den Formwandungen 22, 24 beabstandet.
Der Nebenhohlraum 36 ist mit überschüssigem Spritzgusswerk- stoff 36 der ersten und zweiten Kunststoffkomponente 38, 40 gefüllt .
Die zweite Schale 6 kann in analoger Weise hergestellt werden. Nach der Entnahme aus der jeweiligen Form werden die erste und zweite Schale 4, 6 miteinander verbunden, so dass eine durchgehende Sperrschicht 8 gebildet wird (Fig. 1) . Dies kann durch Erhitzen und Verpressen der Schichten erreicht werden. Das Entfernen des überschüssigen Spritzgusswerkstoffs 36 der ersten und zweiten Kunststoffkomponente 38, 40 erfolgt vorlie¬ gend nach dem Verbinden der Schalen 4, 6 zu dem Flüssigkeitsbehälter 2. An dem fertigen Flüssigkeitsbehälter 2 ist der überschüssige Spritzgusswerkstoff 36 nicht mehr vorhanden (Fig. 1) .
Zum Ausbilden des dreischichtigen Aufbaus der Schale 4 werden die Kunststoffkomponenten 38, 40 sequentiell ineinander gespritzt. Die erste und zweite Kunststoffkomponente 38, 40 wer- den im Zweikomponenten-Sandwichspritzgießen in den Formhohlraum 20 und den Nebenhohlraum 30 eingebracht (Fig. 3) . Das Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente 38 in den Formhohlraum 20 (Fig. 3a) beginnt zeitlich vor dem Einspritzen der zweiten Kunststoffkomponente 40 (Fig. 3b) . Die zweite Kunststoffkomponente 40 wird als Kernlage in die erste Kunst¬ stoffkomponente 38 eingespritzt, so dass die erste Kunststoff¬ komponente 38 die Kernlage 40 umschließt. Die erste
Kunststoffkomponente 38 ist ein Polyamid (PA) und die zweite Kunststoffkomponente 40 ist ein Polyphthalamid (PPA) .
Durch ein Entfernen des überschüssigen Spritzgusswerkstoffs 36 vor dem Verbinden mit einer weiteren Schale, ergeben sich an einer Schale 4, 6 drei separate Schichten 8, 10, 12, wobei die Schicht 8 vorliegend aus Polyphthalamid (PPA) und die Schich¬ ten 10 und 12 aus Polyamid (PA) hergestellt sind.
Nach einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens werden wenigstens drei Kunststoffkomponenten 44, 46, 48 im Mehrkompo¬ nenten-Sandwichspritzgießen ineinander gespritzt und zwar eine Decklage 44, ein Haftvermittler 46 und eine Kernlage 48 bzw. Sperrschicht 48, so dass sich ein fünfschichtiger Wandungsauf¬ bau ergibt (Fig. 4) .
Die Decklage 44 ist ein High-Density-Polyethylene (HDPE) Die Sperrschicht ist ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) . Das HDPE weist beim Einspritzen in den Formhohlraum 20 eine niedrigere Viskosität auf als der Haftvermittler, wobei das EVOH im Wesentlichen die Viskosität des Haftvermittlers auf¬ weist.
Die Formhälfte 26 ist wenigstens zweiteilig aus einem Grund¬ körper 26a und einem Formeinsatz 26b zusammengesetzt, wobei die Formwandung 22 des Formhohlraums 20 dem Grundkörper 26a und eine Nebenwandung 50 des Nebenhohlraums 30 dem Formeinsatz 26b zugeordnet ist. Gleichermaßen ist die Formhälfte 28 we¬ nigstens zweiteilig aus einem Grundkörper 28a und einem Form¬ einsatz 28b zusammengesetzt (Fig. 2, Fig. 5a) . Der Formhohlraum 20 wird in einem Querschnitt entlang der Schnittebene S betrachtet umfangsseitig vollständig von dem Nebenhohlraum 30 eingefasst (Fig. 5a, Fig. 5a) . Auf diese Weise kann eine homogene Schichtverteilung innerhalb der ers¬ ten Schale 4 erreicht werden, wobei Inhomogenitäten in der Schichtausbreitung in Form des überschüssigen Spritzgusswerkstoffs 36 in den Nebenhohlraum 30 verlagert werden (Fig. 5b) . Die Sperrschicht 8 wird daher vollflächig über die gesamte Wandung der Schale 4 ausgebildet. Die Schale 6 kann in analo¬ ger Weise hergestellt werden.
Die erste Kunststoffkomponente 38 weist beim Einspritzen in den Formhohlraum 20 eine niedrigere Viskosität auf als die zweite Kunststoffkomponente 40. Die Temperatur der Kunststoffe 38, 40 wird dabei im Bereich einer jeweiligen Schmelz- und Fördereinheit 52 der Spritzgussmaschine 16 eingestellt (Fig. 2) .
Fig. 6a zeigt schematisch ein Spritzgusswerkzeug 56 in einer Draufsicht. Das Spritzgusswerkzeug 56 hat einen Formhohlraum 58. Das Spritzgusswerkzeug 56 hat einen Nebenhohlraum 60. Das Spritzgusswerkzeug 56 hat eine Drossel 62. Die Drossel 62 ist zum Regulieren eines Schmelzeflusses von dem Formhohlraum 58 zu dem Nebenhohlraum 60 vorgesehen, wobei die Schmelze über einen Anguss 59 in den Formhohlraum 58 eingebracht wird.
Fig. 6b zeigt einen Querschnitt des Spritzgusswerkzeugs 56 entlang einer Schnittlinie A-A, wobei in dem Schnitt sowohl eine erste Formhälfte 54 als auch eine zweite Formhälfte 68 des Spritzgusswerkzeug 56 dargestellt sind. In dem in Fig. 6b dargestellten Beispiel ist die Drossel 62 einstückig in das Spritzgusswerkzeug 56 eingearbeitet.
Die Drossel 62 ist im Beispiel gemäß Fig. 6b als eine an den Formhohlraum 58 angrenzende, lokale Verengung ausgebildet. Die Drossel 62 stellt eine schmelztechnische Drossel zwischen Formhohlraum 58 und dem Nebenhohlraum 60 dar. Der Abstand der einander zugewandten Formwandungen 64 und 66 ist im Bereich der Drossel 62 geringer, als im Bereich des Formhohlraums 58 und im Bereich des Nebenhohlraums 60.
Fig. 6c zeigt eine Variante, in der die Drossel 62 mithilfe von Formschiebern 70 ausgestaltet wird, der relativ zur ersten Formhälfte 54 und zur zweiten Formhälfte 68 verschiebbar sind, eine Fluidverbindung zwischen dem Formhohlraum 58 und dem Nebenhohlraum 60 zu sperren oder freizugeben. Es versteht sich, dass das Werkzeug 56 eine Mehrzahl von Formschiebern 70 auf¬ weisen kann. Fig. 7 zeigt in den Teilschritten a bis d einen Füllvorgang für die mit einer Drossel 62 versehene Spritzgussform 56. Wie den Figuren zu entnehmen ist, lässt sich der Materialfluss ei¬ ner ersten Kunststoffkomponente 72 und einer zweiten Kunst¬ stoffkomponente 74 mithilfe der Drossel 62 derart einstellen, dass der Verlauf der Fließfronten im Wesentlichen der Grundform des Formhohlraums 58 folgt. Mithilfe der Drossel 62 kann auf diese Weise eine vollflächige Ausbildung eines zweischich¬ tigen oder mehrschichtigen Wandungsaufbaus unter geringem Materialaufwand erreicht werden.
Fig. 8 zeigt exemplarisch den Füllvorgang für ein Spritzgusswerkzeug 76 ohne Drossel, wie es beispielsweise in den Figuren 1 und 5 dargestellt ist. Auch hier kann eine vollflächige Schichtausbildung einer ersten Kunststoffkomponente 72 mit ei- ner zweiten Kunststoffkomponente 74 über den gesamten Formhohlraum 58 hinweg erreicht werden. Wie den Figuren 8a und 8b zu entnehmen ist, breiten sich die Materialien 72, 74 im Bereich der Nebenkavität 60 jedoch wesentlich großflächiger aus, und folgen weniger exakt der Grundfläche des Formhohlraums 58.
Drossel 62, Formschieber 70 und/oder Nebenhohlraum 60 können in separaten Formeinsätzen bereitgestellt werden.
Bezugs zeichen
2 Flüssigkeitsbehälter, Kraftstofftank
4 Halbschale, erste Schale
6 Halbschale, zweite Schale
8 Sperrschicht
10 innere Decklage
12 äußere Decklage
14 Hohlraumvolumen
16 Spritzgussmaschine
18 SpritzgussWerkzeug
20 Formhohlraum
22 Formwandung der ersten Formhälfte
24 Formwandung der zweiten Formhälfte
26 erste Formhälfte
26a Grundkörper
26b Formeinsatz
28 zweite Formhälfte
28a Formeinsatz
28b Grundkörper
30 Nebenhohlraum
32 Angussbereich
34 Randbereich des Formhohlraums
36 überschüssiger SpritzgussWerkstoff
38 erste Kunststoffkomponente
40 zweite Kunststoffkomponente
42 Grenzfläche
44 Decklage
46 Haft ermittler
48 Sperrschicht
50 Nebenwandung
52 Schmelz- und Fördereinheit
54 erste Formhälfte
56 Spritzgusswerkzeug / Spritzgussform
58 Formhohlraum
59 Anguss / Angussbereich 60 Nebenhohlraum
62 Drossel
64 Formwandung
66 Formwandung
68 zweite Formhälfte
70 Formeinsatz
72 erste Kunststoff omponente
74 zweite Kunststoffkomponente
76 Spritzgusswerkzeug / Spritzgussform
E Ebene
S Schnittebene
t Wanddicke der Schalen 4, 6

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehälters (2) für ein Kraftfahrzeug, der aus wenigstens zwei Schalen (4, 6) zusammengesetzt ist, wobei die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen werden:
Bereitstellen einer Spritzgussmaschine (16),
mit einem Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76), - wobei das Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76) wenigstens einen Formhohlraum (20, 58) hat, der zum Abbilden der Geometrie einer ersten Schale (4) des Flüssigkeitsbe¬ hälters (2) vorgesehen ist und der zwischen Formwandungen (22, 24, 64, 66) wenigstes einer ersten und einer zweiten Formhälfte (26, 26a, 26b, 28, 28a, 28b,
54, 68) des Spritzgusswerkzeugs (18, 56, 76) gebildet ist,
wobei das Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76) wenigstens einen Nebenhohlraum (30, 60) hat,
- wobei der Nebenhohlraum (30, 60) mit dem Formhohlraum
(20, 58) in Fluidverbindung steht,
wobei der Nebenhohlraum (30, 60) in einem von einem Angussbereich (32, 59) beabstandeten Randbereich (34) des Formhohlraums (20, 58) zumindest abschnittsweise an den Formhohlraum (20, 58) angrenzt, und wobei der Nebenhohlraum (30, 60) zur Aufnahme von überschüssigem Spritzgusswerkstoff (36) vorgesehen ist ;
Herstellen der ersten Schale (4) durch Plastifizieren und Einspritzen einer ersten Kunststoffkomponente (38, 44, 72) und einer zweiten Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74) in den Formhohlraum (20, 58),
so dass die erste und die zweite Kunststoffkomponente (38, 40, 44, 46, 48, 72, 74) entlang einer Grenzflä- che (42) miteinander verbunden werden und dass sich die erste Kunststoff omponente (38, 44, 72) an eine Formwandung (22, 66) der ersten Formhälfte (26, 54) anlegt und die zweite Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74) und die Grenzfläche (42) von der Formwan- dung (22, 66) der ersten Formhälfte (26, 54) beab¬ standet sind,
wobei wenigstens ein Teil des Nebenhohlraums (30, 60) mit überschüssigem Spritzgusswerkstoff (36) der ers¬ ten und zweiten Kunststoffkomponente (38, 40, 44, 46, 48, 72, 74) gefüllt wird;
Herstellen einer zweiten Schale (6) des Flüssigkeitsbehäl¬ ters (2 ) ;
Verbinden der ersten und zweiten Schale (4, 6) ;
Entfernen des überschüssigen Materials (36) der ersten und zweiten Kunststoffkomponente (38, 40, 44, 46, 48, 72, 74), wo¬ bei das Entfernen des überschüssigen Materials (36) vor oder nach dem Verbinden der Schalen (4, 6) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
- wobei die bereitgestellte Spritzgussmaschine (16) zum Mehrkomponenten-Sandwichspritzgießen eingerichtet ist,
wobei die erste und zweite Kunststoffkomponente (38, 40, 44, 46, 48, 72, 74) im Mehrkomponenten-Sandwichspritzgießen in den Formhohlraum (20, 58) und den Nebenhohlraum (30, 60) ein- gebracht werden,
wobei das Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente (38, 44, 72) in den Formhohlraum (20, 58) zeitlich vor dem Einspritzen der zweiten Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74) be¬ ginnt und
- die zweite Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74) als Kern¬ lage in die erste Kunststoffkomponente (38, 44, 72) einge¬ spritzt wird, so dass die erste Kunststoffkomponente (38, 44, 72) die Kernlage (40, 46, 48, 74) umschließt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei wenigstens drei Kunststoffkomponenten (38, 40, 44, 46, 48, 72, 74) im Mehrkomponenten-Sandwichspritzgießen ineinander gespritzt werden
insbesondere eine Decklage (38, 44, 72), ein Haftvermitt- 1er (46) und eine Kernlage (40, 48, 74) .
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei eine Formhälfte (26, 28) wenigstens zweiteilig aus einem Grundkörper (26a, 28a) und einem Formeinsatz (26b, 28b) zusammengesetzt ist,
wobei insbesondere die Formwandung (22, 24) des Formhohlraums (20) dem Grundkörper (26a, 28a) und eine Nebenwandung (50) des Nebenhohlraums (30) dem Formeinsatz (26b, 28b) zuge¬ ordnet ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Formhohlraum (20, 58) in einem Querschnitt be¬ trachtet umfangsseitig vollständig von dem Nebenhohlraum (30, 60) eingefasst wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die erste Kunststoffkomponente (38, 44, 72) beim
Einspritzen in den Formhohlraum (20, 58) eine niedrigere Viskosität aufweist als die zweite Kunststoffkomponente (40, 46, 48 , 74) .
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei die erste Kunststoffkomponente (38, 72) ein Polyamid (PA), ein Polyphenylensulfid (PPS), ein Polyoxymethylen (POM) oder ein Polyphthalamid (PPA)ist und
wobei die zweite Kunststoffkomponente (40, 74) ein Polyph¬ thalamid (PPA), ein Polyamid (PA), ein Polyoxymethylen (POM), ein Polyphenylensulfid (PPS) , flüssigkristallines Polymer (LCP) , Polyketon (PK) oder ein Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) ist und/oder
wobei wenigstens eine Kunststoffkomponente ein faserver¬ stärkter Kunststoff ist.
8. Verfahren nach Anspruch 3,
wobei die erste Kunststoffkomponente (40, 72) ein High- Density-Polyethylene (HDPE) ist,
wobei die zweite Kunststoffkomponente (46, 74) ein Haft¬ vermittler ist und
- wobei die dritte Kunststoffkomponente (48) ein Ethylen-Vi- nylalkohol-Copolymer (EVOH) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
wobei die erste Kunststoffkomponente (40, 72) beim Ein- spritzen in den Formhohlraum (20, 58) eine niedrigere Viskosi¬ tät aufweist als die zweite Kunststoffkomponente (46, 74) und wobei die dritte Kunststoffkomponente (48) beim Einsprit¬ zen in den Formhohlraum (20, 58) im Wesentlichen die Viskosität der zweiten Kunststoffkomponente (46, 74) aufweist.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei vor oder nach dem Verbinden der Schalen (4, 6) ein oder mehrere Funktionseinheiten, wie Pumpe, Füllstandgeber, Ventil, Stutzen, Anschlusselement oder dergleichen, an der ersten Schale (4) und/oder der zweiten Schale (6) befestigt werden .
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
wobei das Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76) eine Drossel (62) aufweist, die zum Regulieren eines Schmelzeflusses von dem Formhohlraum (20, 58) zum Nebenhohlraum (30, 60) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Drossel (62) durch eine Verengung eines Form¬ querschnitts gebildet ist.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
- wobei Formschieber (70) zum Freigeben und Verschließen des Nebenhohlraums (30, 60) vorgesehen sind, mit den Verfahrens¬ schritten :
teilweises oder vollständiges Verschließen der Fluidver- bindung zwischen dem Formhohlraum (20, 58) und dem Nebenhohl- räum (30, 60) durch die Formschieber (70), insbesondere vor dem Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente (38, 44, 72) und/oder der zweiten Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74); teilweises oder vollständiges Freigeben der Fluidverbin- dung zwischen dem Formhohlraum und dem Nebenhohlraum, insbe- sondere nach dem Einspritzen der ersten Kunststoffkomponente (38, 44, 72) und/oder der zweiten Kunststoffkomponente (40, 46, 48, 74) .
14. Flüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug,
- wobei der Flüssigkeitsbehälter (2) in einem Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche hergestellt worden ist.
15. Flüssigkeitsbehälter nach Anspruch 14,
wobei der Flüssigkeitsbehälter (2) einen im Wesentlichen dreischichtigen Wandungsaufbau hat, wobei eine Sperrschicht
(8) zumindest abschnittsweise wenigstens zweiseitig von Deck¬ lagen (10, 12) eingefasst ist,
wobei die Sperrschicht (8) insbesondere vollflächig in dem Wandungsaufbau ausgebildet ist.
16. Spritzgusswerkzeug zum Herstellen eines Flüssigkeitsbehäl¬ ters für ein Kraftfahrzeug, mit
wenigstens einen Formhohlraum (20, 58), der zum Abbilden der Geometrie einer ersten Schale (4) und/oder einer zwei- ten Schale (6) des Flüssigkeitsbehälters (2) vorgesehen ist und der zwischen Formwandungen (22, 24) wenigstes einer ersten und einer zweiten Formhälfte (26, 26a, 26b, 28, 28a, 28b, 54, 68) des Spritzgusswerkzeugs (18, 56, 76) ge¬ bildet ist,
wobei das Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76) wenigstens einen Nebenhohlraum (30, 60) hat,
wobei der Nebenhohlraum (30, 60) mit dem Formhohlraum (20, 58) in Fluidverbindung steht,
wobei der Nebenhohlraum (30, 60) in einem von einem Angussbereich (32, 59) beabstandeten Randbereich (34) des Formhohlraums (20, 58) zumindest abschnittsweise an den Formhohlraum (20, 58) angrenzt, und
wobei der Nebenhohlraum (30, 60) zur Aufnahme von überschüssigem Spritzgusswerkstoff (36) vorgesehen ist.
17. Spritzgusswerkzeug nach Anspruch 16,
wobei das Spritzgusswerkzeug (18, 56, 76) eine Drossel (62) aufweist, die zum Regulieren eines Schmelzeflusses von dem Formhohlraum (20, 58) zum Nebenhohlraum (30, 60) vorgesehen ist.
18. Spritzgusswerkzeug nach einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei die Drossel (62) durch eine Verengung eines Form¬ querschnitts gebildet ist
und/oder
wobei die Drossel (62) zur lokalen Regulierung des Schmel¬ zeflusses segmentiert ist
und/oder
wobei die Drossel (62) den Formhohlraum in einem Querschnitt betrachtet vollständig einfasst.
19. Spritzgusswerkzeug nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
wobei einer oder mehrere Formschieber (70) zum Freigeben und Verschließen des Nebenhohlraums (30, 60) vorgesehen sind und wobei die Formschieber (70) insbesondere an einer ersten und/oder einer zweiten Formhälfte (26, 26a, 26b, 28, 28a, 28b, 54, 68) des Spritzgusswerkzeugs (18, 56, 76) angeordnet sind.
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